内容正文:
通过构建“三线八角”解决平行线的拐点问题
摘要:平行线的拐点问题是平行线与相交线的难点,也是初中生第一次遇到作辅助线的常规模型。本文通过用构建“三线八角”的方式剖析平行线的拐点问题,化未知为已知,讲明拐点问题的常规解法,逢“拐点”作平行,构造三角形等辅助线出现的原因。
关键词:平行线;三线八角;辅助线
在常规的教学中,我们更多的在强调遇到拐点问题作辅助线的方法,而忽视了为什么这样做的原因,将问题公式化。学生大多通过记忆模型来解题此类题目,导致学生后期遇到需要辅助线的图形时过于死板和局限。
本文追根朔源,帮助学生认识到解决平行线的本质事实上是在构建“三线八角”,帮助学生寻找到此类问题的思维通法。
1、 追根朔源——平行线相关概念整理
2、 化未知为已知——“一拐点”问题解决策略
拐点问题事实上是由多条截线或截线的一部分相交组成,我们可以通过“作截线或被截线的方法”来构建或寻找出多个“三线八角”模型,化未知为已知,利用平行线的判定和性质来解决问题。本文将通过例题的方式进行进一步的说明。
例1 已知AB∥CD,点E,F分别位于直线AB,CD上,点P是平行线内一点,连接EP和FP.
(1) ∠EPF,∠BEP,∠DFP有什么关系?
(2) ∠EPF,∠AEP,∠CFP有什么关系?
解:(1)解法一:构造被截线
过点P作PM∥AB,根据“平行同一直线的两条直线互相平行”,得到PM∥CD,则有两个关于平行线的三线八角模型,如图所示:
图1
图2
根据“两直线平行,内错角相等”,由图1可得∠BEP=∠MPE,由图2可得∠DFP=∠MPF.则有∠EPF=∠MPE+MPF=∠BEP+∠DFP.
解法二:构造截线
延长EP交CD于点M,则构造出关于平行线AB∥CD的三线八角模型。根据“两直线平行,内错角相等”,有∠BEP=∠FMP;根据“三角形内角和为180°”,有∠FMP+∠DFP=180°—∠FPM;根据“邻补角互补”,有∠EPF=180°—∠FPM;则有∠EPF=∠BEP+∠DFP.
(2)∠EPF,∠AEP,∠CFP有什么关系?
解法一:构造被截线
过点P作PN∥AB,根据“平行同一直线的两条直线互相平行”,得到PN∥CD,则有两个关于平行线的三线八角模型,如图所示:
图1
图2
根据“两直线平行,同旁内角互补”,由图1可得∠AEP+∠MPE=180°,由图2可得∠CFP+∠MPF=180°;则有∠AEP+∠MPE+∠CFP+∠MPF=360°,即∠EPF+∠AEP+∠CFP=360°.
解法二:构造被截线
延长EP交CD于点M,则构造出关于平行线AB∥CD的三线八角模型。根据“两直线平行,同旁内角互补”,有∠AEP=180°—∠FMP;根据“邻补角互补”,有∠CFP=180°—∠PFM,有∠EPF=180°—∠FPM;根据“三角形内角和为180°”,有∠PFM+∠FMP+∠FPM=360°;则有∠EPF+∠AEP+∠CFP=540°—∠PFM—∠FMP—∠FPM=540°—360°=180°.
例2 已知AB∥CD,点E,F分别位于直线AB,CD上,点P是平行外一点,连接EP和FP.问:∠EPF,∠AEP,∠CFP有什么关系?
解法一:构造被截线
过点P作PM∥AB,根据“平行同一直线的两条直线互相平行”,得到PM∥CD,则有两个关于平行线的三线八角模型,如图所示:
图1
图2
根据“两直线平行,内错角相等”,由图1可得∠AEP=∠MPE,由图2可得∠CFP=∠MPF;则有∠EPF=∠MPE—∠MPF=∠AEP—∠CFP.
解法二:寻找截线
由图不难发现,图中已经存在关于平行线AB∥CD的三线八角模型。所以在此解法中,我们不需要再做辅助线。根据“两直线平行,同位角相等”,有∠CFP=∠EGP;根据“邻补角互补”,有∠AEP=180°—∠GEP;根据“三角形内角和为180°”,有∠EGP+∠EPF=180°—∠GEP;则有∠AEP=∠EGP+∠EPF=∠CFP+∠EPF
3、 由浅入深——“多拐点”问题解决策略
例3 已知AB∥CD,试解决下列问题:
(1)∠A+∠C=
(2)∠A+∠E+∠C=
(3)∠A+∠E+∠F+∠C=
(4)试探究∠A+∠E+∠F+…+∠N+∠C =
图1
图2
图3
图4
解法:构造被截线
由前文可得我们可以直接过拐点作平行线来构造被截线,易得:
(1)∠A+∠C=180°
(2)∠A+∠E+∠C=360°,本例题主要对图3和图4进行分析。
如图可作关于图3和图4的辅助线
图3
图4
通过图3辅助线可以将图形分解为3个三线八角模型,故可得四个角的和为180°×3=540°.
通过图4辅助线可以将图形分解为(n-1)个三线八角模型,故可得n个角的和为180°(n-1).
(3)∠A+∠E+∠F+∠C=540°
(4)∠A+∠E+∠F+…+∠N+∠C =180°(n-1)
4、 归纳小结
面对平行线的拐点问题,我们需要知道构建三线八角是出发点,构建(寻找)截线和被截线是途径,“逢拐点,作平行”和“延长某条线段”是作此类题型的方法总结。题目灵活多变,我们需要紧抓本质,及时选择最合适的辅助线。
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